3 Khung truyền dẫn GPON
3.1 Cấu trúc khung hướng xuống
Mỗi khung hướng xuống GTC dài 125 μs ở cả tốc độ khung là 1.24416 Gbit/s và 2.48832 Gbit/s, chứa khối điều khiển vật lí (PCBd- downstream Physical Control Block) và phần tải được mô tả ở hình 2.3
Header của khối điều khiển vật lí bao gồm phần cố định và phần có thể thay đổi. Phần cố định chứa vùng đồng bộ vật lí, vùng ID và vùng PLOAM. Phần có thể thay đổi bao gồm chiều dài tải ở hướng xuống (Plend-Payload length downstream) và bộ nhớ băng thông hướng lên. Chi tiết các vùng được mô tả ở Hình 2.4.
Nguồn: ITU-T Recommendation G.983.1, Broadband optical access systems based on Passive Optical Networks (PON), 2005.
Hình 2.3 : Khung hướng xuống GTC a. Vùng đồng bộ vật lí
Vùng đồng bộ vật lí được cố định là 4 byte và nó bắt đầu ở mỗi khối PCBd. ONU sử dụng phần này để tìm vị trí bắt đầu khung. ONU thực hiện cơ chế đồng bộ như hình 2.5. ONU bắt đầu trạng thái tìm kiếm. ONU tìm ra Psync trong hàng đợi. Mỗi lần nó tìm ra Psync thì nó sẽ chuyển thành pre-sync và thiết lập bộ đếm cài giá trị là 1. Sau đó, ONU sẽ tìm Psync khác sau chu kì 125 μs. Cứ mỗi Psync đúng, bộ đếm sẽ tăng thêm 1. Nếu Psync không đúng, ONU sẽ truyền ngược lại trạng thái tìm kiếm. Trong trạng thái pre-sync, nếu bộ đếm truyền đúng tới M1 thì ONU sẽ truyền đến trạng thái đồng bộ sync. Mỗi lần ONU đến trạng thái sync, ONU biểu thị nó đã tìm ra cấu trúc khung hướng xuống và bắt đầu xử lí thông tin PCBd. Nếu ONU phát hiện vùng Psync M2 kế tiếp không đúng, nó sẽ biểu thị là mất khung và trở về trạng thái tìm kiếm.
b. Vùng ID
Vùng ID có 32 bit trong đó một bit dùng để kiểm tra lỗi khung FEC ở hướng xuống, một bit để dành và 30 bit chỉ thị cấu trúc khung lớn hơn. Bộ đếm siêu khung này được dùng cho hệ thống mã hóa dữ liệu của ngừơi dùng và cũng có thể được dùng để cung cấp tín hiệu tham chiếu đồng bộ tốc độ thấp. 30 bit của
vùng ID dùng để đếm và mỗi ID của khung sẽ lớn hơn khung trước đó. Bất cứ khi nào bộ đếm tăng tới giá trị tối đa thì nó sẽ quay về 0 cho khung tiếp theo.
c. Vùng quản lý, vận hành và bảo dưỡng lớp vật lý PLOAM
Vùng PLOAM có 13 byte trong khối điều khiển vật lí, nó chứa các bản tin OAM lớp vật lí. Hoạt động, quản lí và bảo dưỡng OAM liên quan đến các cảnh báo gây ra bởi các sự kiện được truyền qua các bản tin trong vùng PLOAM 13 byte. Tất cả kích hoạt đều liên quan đến bản tin được ánh xạ trong vùng PLOAM.
ONU ID đánh địa chỉ cho mỗi ONU riêng. Trong lúc sắp xếp, ONU sẽ được gán một số gọi là ONU ID. Số này có giá trị từ 0 đến 253. Lúc chưa được sắp xếp vùng này có giá trị là 0xFF để quảng bá cho tất cả ONU.
1 Bản tin ID chỉ thị loại bản tin.
2 Dữ liệu được dùng cho phần tải của bản tin truyền dẫn hội tụ GPON GTC. CRC dùng để kiểm tra lỗi khung.
d. Vùng BIP
Vùng BIP có 8 bit chứa số bit chẵn lẻ được chèn vào của tất cả byte truyền đi, đầu thu cũng tính số bit được chèn vào là chẵn hay lẻ, sau đó so sánh với kết quả của BIP được truyền để đo số lỗi trên đường link.
e. Vùng chiều dài tải ở hướng xuống
Vùng chiều dài tải ở hướng xuống (Plend) chỉ định chiều dài bộ nhớ băng thông và phần dành riêng cho ATM trong container truyền dẫn. Vùng này được gửi 2 lần. Trong đó 12 bit đầu biểu diễn chiều dài bộ nhớ băng thông. Điều này giới hạn số ID phân bổ có thể được gán chỉ lên tới 4095. Chiều dài phần dành riêng cho ATM được biểu diễn ở 12 bit tiếp theo. Điều này cho phép hướng lên 4095 cell ATM trong một khung và tốc độ lên tới 10 Gbps. 8 bit cuối kiểm tra CRC. Đầu thu của vùng Plend sẽ thực hiện phát hiện và sửa lỗi.
Vùng bộ nhớ băng thông là một mảng có cấu trúc 8 byte. Mỗi vùng trong mảng này biểu thị phần băng thông cho một container truyền dẫn riêng. Toàn bộ số vùng trong bộ nhớ được biểu diễn ở chiều dài tải Plend. Khuôn dạng mỗi vùng được mô tả ở Hình 3.11.
Nguồn: ITU-T Recommendation G.983.1, Broadband optical access systems based on Passive Optical Networks (PON), 2005.
Hình 2.4 : Mô tả chi tiết khung hướng xuống GTC
Vùng phân bổ ID chứa 12 bit chỉ thị CON-T riêng mà nó được gán thời gian luồng lên của mạng PON. Tiếp theo là Vùng cờ chứa 12 bit chỉ thị cách phân phối đã dùng (Hình 2.4 biểu diễn các chức năng của 12 bit cờ) . Tiếp đó là Bit 11 gửi PLSu (power levelling sequence upstream): nếu bit này được cài đặt, ONU sẽ gửi thông tin PLSu trong lúc phân bổ. Nếu không được cài đặt thì ONU sẽ không gửi thông tin PLSu trong lúc phân bổ. Bit 10 gửi PLOAMu: nếu bit này được cài đặt, ONU sẽ gửi thông tin PLOAMu trong lúc phân bổ. Nếu không được cài đặt thì ONU sẽ không gửi thông tin PLOAMu trong lúc phân bổ. Bit 9 sử dụng sửa lỗi FEC (forward error correction): nếu bit này được cài đặt ONU sẽ tính toán và chèn FEC trong lúc phân bổ. Bit 7 và 8 gửi báo cáo băng thông động DBRu
(Dynamic Bandwidth Report upstream): phụ thuộc vào nội dung 2 bit ONU sẽ gửi DBRu phù hợp với vị trí ID hay không. Và 00: không gửi DBRu, 01: gửi DBRu mode 0 (2 byte), 10: gửi DBRu mode 1 (3 byte), 11: gửi DBRu mode 2 (5 byte) cuối cùng là Bit 0-6: để dành.
Hình 2.5 : Cơ chế trạng thái đồng bộ ONU
Vùng StartTime chứa 16 bit chỉ thị thời gian bắt đầu phân bổ. Thời gian này tính bằng byte, bắt đầu khung là 0. Điều này giới hạn kích thước của khung lên là 65,536 byte. Điều này đủ để đánh địa chỉ cho tốc độ hướng lên tới 2.488 Gbps. Thời gian bắt đầu trỏ đến nơi bắt đầu truyền dữ liệu không bao gồm thời gian overhead của lớp vật lí.
Vùng StopTime chứa 16 bit chỉ thị thời gian kết thúc phân bổ. Thời gian này được tính bằng byte, bắt đầu khung là 0. Thời gian kết trúc trỏ đến byte dữ liệu cuối cùng được kết hợp với việc phân bổ này.
Vùng CRC: cấu trúc phân bổ được bảo vệ sử dụng CRC-8.
g. Vùng tải
Vùng tải truyền dẫn hội tụ có 2 phần: phần dành riêng cho ATM và phần dành riêng cho GEM.
Phần dành riêng cho ATM: chứa 53 cell ATM. Kích thước phần này được đưa vào vùng Plend dành cho ATM. Do đó vùng này cũng có kích thước là bội số
53 byte. Các cell ở hướng xuống thì được lọc ở ONU dựa vào chỉ số nhận dạng đường ảo VPI chứa trong mỗi cell.
Phần dành riêng cho GEM: chứa một số khung GEM phác họa thành đa khung. Kích thước của phần dành riêng GEM thì bằng toàn bộ chiều dài khung trừ đi khối điều khiển PCBd và phần ATM. Khung hướng xuống được lọc ở ONU dựa vào 12-bit Port-ID chứa trong mỗi phân đoạn khung.